专利名称：带有隔声的用于离岸风能设备的基底结构的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于离岸风能设备的基底结构，其具有至少一个基桩，优选三个基桩，其中基桩具有这样的长度，使得基桩在安装位置搭建成从海底直到达到海平面之上， 其中基桩具有至少部分地在其内部引导的用于锚固在海底的打入桩，并且所述基底结构具有至少一个用于容纳风能设备的支承结构。此外本发明还涉及一种在建立用于离岸风能设备的基底结构，尤其是如上所述的基底结构时用于隔绝声发射的方法，其中基底结构具有至少一个基桩和在基桩中引导的打入桩，以及涉及到一种隔声装置。
背景技术：
用于离岸风能设备的已知的基底结构，通常形成从风能设备(WEA)到海底的过渡并且应确保安全地锚固在海底中。特别地，离岸风能设备越来越多地远离海岸设置并且由此经常建造在直至50米或者更深的水深处。提出针对将基底结构锚固在海底中和支承风能设备的基底结构本身的相当高的要求。尤其是基底结构在这样位置上的建造具有高的耗费。对于基底结构在海底上的建造原则上已知不同的可能性。例如存在简单的重力结构，在所述重力结构中，在基桩的下端设置大的重量，例如混凝土体，借助于所述混凝土体， 基底结构建造在海底上。当然这样仅对于直至大约20米的浅的水深是安全的。对于更深的水深通常使用借助于所谓的打入桩锚固在海底的基底结构。另外这里还可以区分不同的基本的结构。例如在EP 1 673 536 Bl中说明了一种用于离岸风能设备的基底结构，所述基底结构具有六个基桩，所述基桩具有用于锚固在海底的分别在基桩的内部至少部分地引导的打入桩。此外，基底结构具有用于容纳风能设备的塔的至少一个支承结构，其中，支承结构将基桩的上端相互连接。在此，在夯入打入桩后产生预定的纵向部段，在所述纵向部段中打入桩由基桩容纳。为了阻止在基桩和打入桩之间的相对运动，并且阻止可能由此引起基底结构在海底锚固的松动，在打入桩的外侧和基桩的内侧之间的重叠区域的部分段粘合。由于在打入桩的外侧和基桩的内侧之间的相对窄的粘合部，一方面存在粘合部被撕开并且因此打入桩可再次相对于基桩运动的风险。另一方面，在海底区域内由于风载荷和浪载荷引起的最大力矩作用在基底结构的基桩和打入桩上，以至于由于持续的载荷变换能够使得在桩的重叠区域下方不远处产生变形，并且可能引起打入桩的壁的弯曲，这无论如何对所述基底结构的锚固是不利的，并且因此能够对基底结构的操作安全的长期功能产生影响。通常打入桩的打夯借助于夯具作用，所述夯具作用于打入桩的顶端。因为打入桩被夯入海底大约直至大致相当于安装位置的水深的深度，所以需要多个小时地打夯。在此显著的声发射变得不受约束。因此例如在具有三个从海底达到水面之上的基桩的三脚架式结构中，在水中与基底结构距离50米处时常测量到ISOdB的值。这一方面对于工人和潜水员而言是大的且不希望的负荷，另一方面声波强到使得由于所述声波可以杀死鱼类。法律规定也在这个领域有所改变并且倾向于只允许较低的声发射。
发明内容
因此，本发明的目的是，提供一种基底结构，一种方法以及一种隔声装置，通过所述隔声装置至少部分地吸收在打入桩打夯时所发射出的声音，尤其是与已知的装置和方法相比可以较大程度地吸收声音。根据本发明，该目的通过一种基底结构，一种方法以及一种隔声装置来实现。本发明的有利的改进形式以及实施形式在下文中说明。在用于离岸的风能设备的具有至少多个基桩和至少一个用于容纳风能设备的支承结构的一种基底结构中，一其中每个基桩具有用于锚固在海底中的在它的内部中至少部分地引导的打入桩，并且其中支承结构将基桩的上端相互连接一，提出，在将基底结构建造在海底上且夯入打入桩后，基桩和打入桩在预定的纵向段上具有重叠区域，其中，在桩的重叠区域中，在桩之间的以及经过重叠区域的部段的且在打入桩的自由的、内部的横截面的重叠区域的下方的部分段中的缝隙用待硬化的填充材料至少部分地填充。借助于这种类型的围绕基桩的和由基桩局部地容纳的打入桩的重叠区域的固定的结构，有利的方式尤其避免由于在打入桩内和在基桩与打入桩之间部分地已硬化的填充材料引起的在海底的区域中桩壁的弯曲或凸起。在打入桩的内部中直至达到重叠区域下方的填充材料在预定的部分段上赋予打入桩最佳的刚性，因此，打入桩由单壁式管组成的构造是可能的。通过优选分别从重叠区域下方达到重叠区域上方的待硬化的填充材料，例如混凝土，有利地产生基底结构，借助于所述基底结构可毫无问题地确保至少所要求的20年的操作安全的长期功能。尤其是在带有在等边三角形中彼此平行设置的从海底达到水面之上的三个基桩的三脚架式结构中，一其中基桩的上端与支承结构相连接一，这种设计是有利的并且达到刚性的、坚固的结构。此外，在这种基底结构中能够提出，基桩在底部区域中具有减小它的在内部的侧表面上的自由的横截面的用于打入桩的导向件。使用导向件具有的优点是，打入桩在打夯期间特别是在打夯工作开始时可轴向移动地被引导，使得打入桩借助它的中轴线优选与基桩的中轴线同轴地打入海底中。因此应有利地避免打入桩的移动。在此，导向件大致在两个桩的重叠区域的一半上，在基桩的内侧和打入桩的外侧之间的缝隙中至少局部地构成在圆周上。导向件例如可构成为套筒。优选使用多个金属板，所述金属板的纵轴线与基桩的中轴线平行地延伸，并且从基桩的内侧沿中轴线的方向径向地延伸。可选地基桩具有底圈，所述底圈带有密封相对于打入桩的缝隙的密封件，因此，一方面特别是避免了在打夯期间和打夯后海水以及泥沙部分或石子部分侵入导向件的区域中的缝隙中。因此排除了基桩和打入桩的随后要用混凝土加固的部段的不希望的污染。另一方面，密封件在缝隙的区域中同样防止了随后引入的填充材料的溢出。因此，待硬化的填充材料总是留在基桩和打入桩之间的缝隙中的相同的高度上，并且可相应地达到与相应的桩壁的表面的固定的连接。为了构成设置在底圈上的密封件，例如可使用毡或其它适宜的材料，所述材料是适宜的，以便排除泥沙的侵入。此外，在底圈上可从下方安置保险片，所述保险片十分有效地封闭优选构成为管的并且因此下部开口的打入桩的自由的横截面，并且因此在用于形成基底结构的结构部件已经下降到海底上时防止了海水的侵入在已经将结构部件安置到海底上时，但是，最晚在开始打夯工作时，保险片通过优选竖直向下打的打入桩被破坏。在此，所述保险片不形成对于实施的打夯工作的障碍。然而有利的是，在打夯时基桩灌满水，例如海水，以至于基桩的浮力降低并且夯入能够无阻碍地进行。可选地，有利的是，不设有密封件。因此，水可在基底结构从船降到海底时受控且均勻地流入基桩中。降低了由于在已密封的基桩中突然发生的泄漏而出现的突然的重心偏移和因此出现的基底结构的倾斜的危险。那么，可省去密封件以及保险片。基桩优选具有构成它的内部的侧表面的内管以及构成它的外部的侧表面的外管， 其中，在内管和外管之间设置有芯材。借助这种类型的壁结构可实现用于构成基桩的在结构上有利的可能性。通过桩壁的夹层式结构，一方面可改善基桩的刚性，并且另一方面可有利地减少通常情况下用于构成基桩的钢的量。通过所提高的刚性，内管和外管的直径和总厚度都能够明显减小到最低，由于降低的制造成本和材料成本，同时以有利的方式改善这样的根据本发明的基底结构的经济性。作为在内管和外管之间的中间层的芯材特别是附加地通过加固件加强，所述加固件设置为混凝土板钢筋或者以空心圆柱体的栅格的形式设置在芯材中。在此提出，加固件总是由芯材完全包围，并且设置成与外管的内侧以及内管的外侧具有一定距离。根据本发明，在开始所述的类型的基底结构中提出，基桩的至少一个部段具有由多个层组成的壁，其中设有至少一个内层和一个外层，在所述内层和外层之间设置至少一个中间层，其具有吸音的芯材，尤其是混凝土。通过基桩的或者基底结构的优选三脚架式结构的基桩的根据本发明的设计，减少声发射。在基底结构建造在海底上之后，基桩从海底达到水面之上。打入桩设置在基桩中并且在基桩中被引导。通过基桩具有多个层，其中设有至少一个内层和一个外层，在所述内层和外层之间设置至少一个具有吸音的芯材的中间层，在打夯时隔绝从基桩的内部穿过基桩的壁到包围基桩的海水的声传递。这种芯材例如可以是混凝土或者具有例如钢筋混凝土的混凝土。有利的是，中间层具有至少6cm的厚度，尤其至少8cm。由此可以有效的隔绝所发射出的声音。此外，借助于用于构成基底结构的局部区域的壁的这种类型的根据本发明的构造，能够以有利的方式有利地降低用于制造基底结构所需要的钢量。在此，壁的内层和外层都具有比此外通常用于构成已知的基底结构所需的壁厚更小的总壁厚。此外，尽管明显降低钢的量，但是特别是通过在内层和外层之间的具有芯材的形式的中间层可有利地提高壁的强度或刚性。在此，由于在内层和外层之间使用优选由钢材构成的芯材，基底结构的局部区域的根据本发明构造的壁的总壁厚可以比传统的基底结构的壁厚更大。尽管具有较大的总壁厚，根据本发明的基底结构与传统构成的基底结构相比可具有更小的自重，并且因此可更简单地运输到它的安装地点。有利的是，根据本发明的改进形式提出，内层构成为内管，并且外层构成为与内管有一定距离地延伸的外管。内管和外管的使用显示出用于构造基底结构的确定的构件区域的在结构上有利的可能性，在所述内管和外管之间优选地完全或者全面地引入芯材。在此， 优选圆柱形的构造可实现在基底结构的特别是管状的构件的整个结构上的有利地均勻的负载吸收和负载分布，这又对基底结构的操作安全的长期功能产生有利的影响。此外中间层平均的分布对于均勻地减少由于夯具所导致的声发射是有利的。在此，芯材优选与内管的外侧和外管的内侧完全地连接。在芯材和内管或外管之间例如存在形状接合的连接。芯材例如可以是可随后在内管和外管之间引入的材料，所述材料逐渐硬化并且因此赋予基底结构的已装配的构件良好的声吸收特性和相对高的刚性。根据本发明的优选的改进形式，为基底结构设有用于将压缩气体，尤其是空气，供入基桩和打入桩之间的缝隙内的气体供应装置。根据本发明，所述基桩在已建造的状态下从海底直至达到水面之上。打入桩在基桩中引导。在打入桩和基桩之间构成缝隙。这个缝隙用水，例如海水灌满。因此在打入桩打夯时，通过打入桩打夯所产生的声音穿过设置在打入桩和基桩之间的缝隙内的水传递到基桩上并通过基桩传递到水环境中。有利的是，设有气体供应装置，借助所述气体供应装置将压缩气体引入基桩和打入桩之间的缝隙内，使得在缝隙内形成由气泡组成的幕。有利的是，压缩气体在基桩的下端，接近海底，引入缝隙内。 气泡然后在缝隙内上升并且形成幕。因此明显减少打入桩的声音通过在缝隙中的水传递到基桩上。声波在从水到气体以及从气体到水的每次过渡中被切断，由此隔绝所述声波。因此有利的是，可以构成由大量气泡组成的幕。为了能够有效地切断不同的长度的波，此外优选的是，各个气泡具有不同的直径。优选的是，体积的大约30%至60 %，优选大约50 %由气泡填充。因此得到在气体和水之间的最佳比例的过渡，由此能够有效地切断并且吸收声音。通过在基桩和打入桩之间构成缝隙，并且基桩达到水面之上，形成用于缝隙的限定的空间并且幕或者气泡不由被基底结构的水流冲走。此外由于在水面方向上的压降，气泡在上升时变大，由此进一步加强隔声效果。此外在优选的三脚架式基底结构中，三个基桩基本垂直于海底或者竖直地对准。由此气泡可以在缝隙中围绕着包围打入桩的圆周平均分布地引入。在倾斜设置的基桩中，气泡聚集在一侧，由此声吸收的效果几乎没有作用。此外优选的是，在基桩和打入桩之间的缝隙内设有用于供应发泡剂，尤其是肥皂材料的发泡剂供应装置。有利的是这种发泡剂，尤其是肥皂材料，可生物降解并且因此不加重环境负担。通过这样的发泡剂可以更有效地产生气泡。此外气泡在上升时保持彼此分离并且可以在打入桩和基桩之间的缝隙内形成用于吸收声音的均勻的气泡幕。根据另一优选的实施方式，气体供应装置具有供应环和供应管，其中供应环设置在基桩的底端并和供应软管相连接。有利的是，在将基底结构建造在海底上之前，供应环与基桩相连接。优选的是，供应环可拆卸地与基桩连接，使得在打入桩建造和打夯之后可以从基桩除去供应环。可代替的是，还可以在建造之后才插入供应环。为此例如可以在供应环上设置配重。通过供应环与供应管相连接，可能的是，将压缩气体从水面的上方引入缝隙内。 因此可能的是，从水面的上方，例如从装配船开始调节气泡幕。由此简化了所述的方法。优选的是供应环具有多个排气口，用于排出在打入桩和基桩之间的缝隙内的气流，其中排气口优选基本上平均地分布在环圆周上。因此均勻地产生气泡幕，由此实现在所有方向上均勻地进行声吸收。在此优选的是，排气口指向水面方向。由此允许继续均勻的引入。优选的是，排气口设有不同的开口直径。由此能够产生具有不同尺寸的气泡，因此进一步改善吸收。此外优选的是，在排气口上设置喷嘴元件或者类似的元件。由此可能的是， 进一步影响气泡的尺寸和扩散。根据本发明的另一优选的实施方式或者根据本发明的另一方面，开头所述的目标通过一种隔声外罩来实现，所述隔声外罩基本上构成圆筒形并且径向地在外侧包围基桩。 尤其优选的是，这种隔声外罩与根据上述优选的实施方式中的一个所述的基底结构组合地使用。隔声外罩优选能够可逆地设置在基底结构上。因此，隔声外罩可以例如在建造基底结构之前围绕基桩或者优选的三脚架式基桩结构的每个桩设置，并且基底结构然后能够与一个或多个隔声外罩一起建造在海底上。为此，隔声外罩进一步吸收由于打入桩在基桩的内部的打夯从基桩发射给水环境而形成的声音。有利的是，根据上述观点的基桩借助声吸收的芯材多层地构成。因此有效地吸收在打入桩打夯时所产生的声音。然后隔声外罩在打夯结束之后可再次被移除，并且因此可以重复使用。在此优选的是，在基桩和隔声外罩之间构成基本上为圆柱形的缝隙，并且设有用于将压缩气体，尤其是空气，供入这个缝隙内的气体供应装置。由此可能的是，在基桩和隔声外罩之间的这个缝隙内产生气泡幕，由此能够进一步有效地吸收声音。有利的是，气体供应装置根据上述气体供应装置的特征来构成。因此有利的是，在建造基底结构时设有两个气体供应装置，一个用于打入桩和基桩之间的缝隙，一个用于基桩和隔声外罩之间的缝隙。 对于优选的实施方式和气泡幕的形成以及气体供应装置还有发泡剂的供应参考上述说明。优选的是，隔声外罩具有氯丁橡胶材料和/或聚酰胺纤维织物。氯丁橡胶材料带有很多小的气泡，由此有利的是，这种材料能够作为隔声外罩使用。聚合物纤维织物用于加强氯氯丁橡胶材料，以至于在流过基底结构或者基桩时隔声外罩不挤压基桩，由此可能的是，能够保持基桩和隔声外罩之间的缝隙并且因此还能够保持气泡幕基本上均勻围绕圆周。由此显著地改善声吸收能力。当然带有相似的声吸收特性的其他的材料以及其他的加强材料也是优选的。例如同样可以使用三聚氰胺软管并且也可使用钢丝绳作为加强件。这种隔声外罩可以是一体的，或者具有各个段。优选的是，隔声外罩能够轴向地分成多个段。优选的是，各个段具有略微截锥形或者锥形的形状，以至于这些段能够基本上同轴地设置在彼此之中。因此隔声外罩能够节省空间地套叠在一起。优选地，各个段具有凸起或者止挡，以至于在彼此间塞入的各个段彼此拉开时或者在安装隔声外罩时，各个段不彼此分开，并且因此在彼此拉开的状态下构成基本上圆柱形的外罩。为了将各个段相互固定在拉开或者建造的状态下，可以在所述段上设置合适的固定机构，例如是闭锁凸起、夹子、夹紧螺钉、扣紧螺钉，扣环等。此外优选的是，各个段具有可逆地封闭的纵向缝。这个纵向缝能够例如借助于尼龙搭扣、挂钩、扣环、皮带、夹子、扣紧螺钉、拉链等可逆地封闭。因此各个段还可以沿着纵轴线打开，由此各个段节约空间地装填并且简化了安装和拆卸。优选的是，根据本发明提出，打入桩具有在重叠区域下方隔开一定距离设置的隔板，所述隔板阻隔打入桩的自由的、内部的横截面。借助于这种类型的隔板，在夯入打入桩时可避免水或泥沙通过构成空心圆柱形的打入桩侵入基桩的内部中，使得基桩的自由的横截面仅直至隔板由海底填满。此外，隔板用作用于待填充到打入桩头中的填充材料的填充界限，所述填充材料在打入桩头中硬化，并且赋予打入桩改善的刚性。隔板特别是板体，所述板体的板面与打入桩壁的中轴线垂直地延伸，并且环绕地与打入桩壁密封地连接，特别是焊接。在此，隔板大致以一定距离设置在基桩的端部下方，所述距离相当于桩的重叠部的长度。为了避免在打入桩的内部中形成过度的压力，并且因此避免在打夯时产生不必要的反作用力，设有从打入桩内部中的排气。为了所述目的，打入桩在它的位于隔板下方的打入桩壁中具有至少一个贯通部。在打夯时，位于打入桩中的空气能够相应地溢出，使得海底的在打入桩的自由的横截面中的组成部分可升高至隔板的下方。在此有利的是，当在隔板下方，多个贯通部分布设置成分布在打入桩的长度上，并且同时在桩壁中的多个贯通部设置成在相同的高度水平上分布在打入桩的圆周上。此外，用于在打入桩的桩壁中排气的每个贯通部能够借助适宜的材料密封成，例如在与水接触时溶解，并且因此，在桩壁中的贯通部沿纵向方向相继打开，以用于排气。在可选的构造中，打入桩在它的外部的侧表面上具有径向向外延伸的作为在基桩的导向件上的止动件的凸起部，借助于所述凸起部，打入桩沿纵向方向与在基桩的内侧上的特别是构成导向件的金属板形状接合地接触，并且竖直向下地在基桩上施加保持力。沿着打入桩的侧表面环形地延伸的凸起部特别是与打入桩的上端隔开地设置，使得打入桩的在导向件的上方的确定的部段总是自由地伸入基桩中。因此，产生在打入桩的外侧和基桩的内侧之间的缝隙，然后在所述缝隙中可注入填充材料。凸起部的径向向外延伸的周面可同时构成为用于支承在基桩的内侧上的导向面。因此，进一步改善打入桩在基桩内的引导， 并且同时有利地避免了在打夯时打入桩的移动。凸起部特别是可以是与打入桩的外部的侧表面焊接的法兰型的环形体。另一改进形式提出，打入桩至少部分地装配在桩壁的具有加固件的内侧上。借助于加固件，特别是随后引入的填充材料被加强，其中此外，提高填充材料的抗拉强度，并且因此明显地改善桩在海底的区域中的负荷能力。特别是动态地作用在基底结构上的力可由加强的构件结构毫无问题地吸收。作为加固件，特别是使用具有杆的形式的混凝土钢筋，所述杆与打入桩的内侧隔开地设置在预定的节圆直径上。在各个杆处同样也可使用圆柱形的加固篮，所述加固蓝与在均勻的半径上的网格相似地围绕打入桩的中轴线延伸。此外，开始所述的目的通过一种开头所述类型的用于在建造用于离岸风能设备的基底结构，尤其是根据上述优选的实施形式之一所述的基底结构时隔绝声发射的方法来实现，其中基底结构具有至少一个基桩和至少一个在这个基桩中引导的打入桩，其中方法具有步骤在基桩和打入桩之间的灌满水的缝隙内产生由气泡组成的幕。有利的是，同时将基底结构的打入桩夯入海底。由此由于打入桩打夯所产生的声音由气泡幕吸收。此外有利的是，所述方法具有步骤隔声外罩设置在基桩的外部，使得该隔声外罩基本上径向包围基桩，其中在基桩和隔声外罩之间留有基本上为圆柱形的缝隙。有利的是， 这种隔声外罩具有上述隔声外罩的特征并且用于进一步吸收声发射。此外优选的步骤是 在隔声外罩和基桩之间的灌满水的缝隙内产生由气体，尤其是空气泡组成的幕，通过在隔声外罩和基底之间的间隙内的这个气泡幕进一步降低声发射。有利的是，在隔声外罩和基桩之间的气泡幕构成有上述气泡幕的特征。特别优选的是，在打入桩打夯时，在隔声外罩和基桩之间的缝隙内的和/或在基桩和打入桩之间的缝隙内的气体的体积比例大于40%，最好大于45%，尤其大于50%。由于在水面和海底之间的压力降，该比例当然不是固定的，而是变化的，所述比例尤其从海底开始向表面的方向增加。已经证明，声音在比例大于50%时尤其有效地被吸收。不需要达到尽可能大的体积比例，然而大约50%的范围是优选的。此外优选的是，方法具有步骤在基底结构灌满水的缝隙内引入发泡剂，尤其是肥皂材料。这种缝隙例如是在打入桩和基桩之间的缝隙和/或在隔声外罩和基桩之间的缝隙。由此改善气泡的形成并且能够更加有效地吸收声音。例如可以借助于带有上述特征的发泡剂供应装置来实施供应。在另一方面，上述目的通过一种用于在建造用于离岸风能设备的基底结构，尤其是根据上述优选实施形式之一所述的基底结构时隔绝声发射的隔声装置来实现，所述隔声装置具有隔声外罩，所述隔声外罩构成为，优选基本上呈圆柱形地径向外部地包围基桩，并且特别是具有氯丁橡胶材料和/或聚酰胺纤维织物，并且所述隔声装置具有至少一个气体供应装置，其用于将压缩气体，尤其是空气，供入基底结构的基桩和打入桩之间的缝隙内和 /或隔声外罩和基桩之间的缝隙内。这种隔声装置能够在基底结构建造时使用。在将基桩安置在海底上之后，能够将隔声外罩倒扣在基桩上，并且将气体供应装置设置在底部区域中。然而同样优选的是，隔声外罩已经在工厂或者在安装船上预先安装。接着能够在打入桩打夯时产生气泡幕，通过所述气泡幕可以吸收在打入桩打夯时所产生声音。因此，这种隔声装置可以重复使用并且可以应用于大量的基底结构。在替代形式中，隔声装置具有多个隔声外罩，其基本上彼此同心地设置。在多个隔声外罩之间构成有多个缝隙，在所述缝隙中能够产生多个气泡幕。由此能够更加有效地吸收声音。
本发明的实施例描述在附图中，由实施例得出其他发明的特征。附图示出图1示出根据本发明的基底结构的视图；图2示出用于锚固在海底的基桩和在其中导入的打入桩的部分剖视图；图3示出带有打入桩、隔声装置和空气幕的基桩的断面图；图4示出根据第二实施形式的带有隔声外罩的基桩的纵剖视图；以及图5示出带有打入桩的基桩的整体的全剖视图。
具体实施例方式以1表示用于离岸的风能设备的基底结构，所述基底结构具有三个竖直地延伸的基桩2、3、4和一个支承结构5，所述支承结构具有多个杆6、7、8和一个用于未示出的风能设备的塔的中央容纳部9。基桩2、3、4竖立在海底10上，从所述海底伸出用于锚固在海底的且与所述基桩固定地连接的打入桩11、12、13。为了确保安全的锚固，打入桩11到13具有夯入海底的部段，所述部段约相当于在安装地点的水深。支承结构5同时将基桩2、3、4的在水位线14上方的上端或自由端相互连接，使得通过风载荷和浪载荷作用在基底结构1或风能设备上的力分布在所有三个基桩2到4和它们的打入桩11到13上。附加地，在海底 10上方以预定的水深设有具有杆16、17、18的第二支承结构15，所述第二支承结构将三个基桩2到4在带到安装地点或在打夯期间有利地相互固定。支承结构15可以在搭建之后移除。其对于基底结构不是必须的，而是有利地。基桩2到4和打入桩11到13以及支承结构5的侧柱或杆6到8优选具有圆柱形构造。在建造基底结构1时，该基底结构以在图1中示出的方式首先安装在海底10上。 打入桩11，12，13在搭建之前已经设置在基桩2，3，4中。因此不需要将打入桩11，12，13在基底结构1搭建之后不必从上面插入基桩2，3，4中。这样能够省去打入桩11，12，13的精确的对准和插入。在搭建之后，打入桩11，12，13然后借助于夯具34(图幻夯入海底10中。图2示出具有容纳在其中的打入桩11到13的基桩2到4的部分剖视图，并且特别是详细地说明它们的结构。基桩2到4的每个具有由多个不同材料的层19、20、21组成的壁。在内部的、优选为金属的层19和外部的、金属层20之间引入由例如混凝土的芯材组成的中间层21。每个基桩2到4在它的底部区域中具有减小它的在内部的侧表面上的自由的横截面的用于打入桩的导向件22，因此，避免打入桩在打夯时的移动。在此，导向件借助于四个设置在基桩的内层19上的金属板23、23'构成，所述金属板以90度的角在内层的内侧上沿纵向方向相互移动，并且径向向内延伸。为了形成打入桩11到13在相应的基桩2到4中的稳定的最终位置，在每个打入桩的外侧上以预定的距离在上端的下方设有环形的止动件对，所述止动件位于导向件22的金属板23、23'的上端上，使得两个桩的部段相互形成具有预定长度的重叠区域25。此外，在每个基桩的下侧上设有底圈沈，所述底圈具有用于密封相对于打入桩的导向缝的密封件。每个打入桩11到13具有隔开的打入桩头 27，所述打入桩头由隔板观限定，所述隔板从它的上端以约为重叠区域25的双倍的长度的距离设置成阻隔重叠区域的自由的、内部的横截面。在隔板观上方的打入桩头27与在打入桩的外侧和基桩的内侧之间的缝隙四以及基桩的在重叠区域25上方的部分段都可用待硬化的填充材料30填充。为了改善填充材料30的抗拉强度，至少部分地在打入桩壁的内侧上设置由例如杆组成的加固件31。此外，每个打入桩11到13在隔板观下方具有在打入桩的桩壁中的至少一个贯通部32，以用于在夯入海底10时有利地排气。中间层21由吸音的芯材组成。这种吸音的芯材例如能够包括混凝土。优选地，中间层21具有8cm的厚度。图3图示在夯入时带有打入桩11的基桩2的一个部段。基桩2具有三个层19， 20,21.内层19构成为钢管，其同心地设置在形成外层21的外部钢管中。在两个层19和 21之间设置吸音的中间层20。根据这个实施例，吸音的中间层20由混凝土构成并且具有大概8cm的厚度。打入桩11基本上同心地设置在基桩2中。在打入桩11的上端且在该端部上安置有夯具34，其具有打入桩头36和打入桩体38。夯具34通过电源线40与船漂浮在表面(没有示出)上的船连接。由于打入桩11的借助于夯具34的打夯，释放出大量的声发射。尤其是在例如打入桩11的圆筒形钢杆的打夯时，这种发射特别高，部分地在ISOdb 和更高的范围内。在打入桩11和基桩2之间的缝隙内设置气体供应装置44。气体供应装置44具有供应环44和供应管道M，供应管道直至达到在水面上的气体源(没有示出)。供应环50具有多个开口，以用于将压缩气体供入在打入桩11和基桩2之间的缝隙内。在打入桩11和基桩2之间的整个区域灌满水，以至于通过借助于气体供应装置44供应压缩气体，在打入桩11和基桩2之间的缝隙内形成空气幕56.与打入桩2具有一定的距离地设置由具有氯丁橡胶和聚酰胺纤维的材料组成的隔声外罩42。在隔声外罩42和基桩2之间的缝隙内再次设置有气体供应装置46，其相应于气体供应装置44构成。它同样具有供应环48和供应管道52。这个缝隙灌满海水，由此通过借助于气体供应装置46供应压缩气体，在缝隙内形成空气幕58。通过空气幕有效地隔绝由于夯具44所产生的声发射。因此，根据本实施例总体上设有四个隔声层首先是内气泡幕56，然后是带有切断声音的过渡部刚-混凝土 -刚的夹层式基桩2，紧接着是第二气泡幕58以及最后是同样起隔声作用的外罩42。在第二实施例(见图4)中，隔声外罩42由许多可互相滑入的段60a，60b，60c，60d 构成。在隔声外罩42的底端上，在基桩2的底部区域2b内，在隔声外罩上设有配重66，以便朝海底(在图4中没有示出)的方向牵拉引隔声外罩42。因此可良好地保持隔声外罩42的位置，以至于尽可能均勻地构成相对于基桩2的缝隙。在上端，在基桩2的顶部区域加中，导索62设置在隔声外罩上，隔声外罩42通过所述导索能够保持在直立的位置上。各个段60a，60b，60c，60d由加强的氯丁橡胶材料构成，以至于水流不能使得各个部件压向打入桩2。此外用于保持隔声外罩42与基桩2，3，4的隔开的间隔保持件能够向内指向地设置在段60a，60b,60c,60d上，以至于隔声外罩42不由于水流压向基桩2，3，4。在各个略微锥形地构成的段60a，60b，60c，60d之间，螺设置有螺栓连接64作为固定机构。各个段60a，60b,60c,60d能够借助于螺栓连接64彼此固定，以至于隔声外罩42 在已建造的状态下(图4)基本上是刚性的并且圆柱形的。那么，用于在建造基底结构1时隔绝声发射的方法可以如下实施首先将基底结构1存放在安装船上(图中没有示出)。隔声外罩42已经安装在所述基桩2，3，4上或者任意的基桩2，3，4上。气体供应装置44，46也已经预先安装。如果隔声外罩42根据在图 4中所示的实施例构成，那么隔声外罩还可以处于套叠状态下。接下来将带有安放在基桩2，3，4中的打入桩11，12，13、隔声外罩42和气体供应装置44，46的整体的基底结构1沉到海底上。在此在打入桩11，12，13与基桩2，3，4之间的缝隙用海水灌满。如果隔声外罩42还没有完成安装，那么会发生上述情况。配重66同样可以下沉。优选的是隔声外罩42借助于配重66彼此拉开并且仅仅略微地借助于导索62 保持。隔声外罩42通过浮力独立地竖立。现在开始产生气泡幕56，58。在此压缩气体，尤其是压缩空气，借助于气体供应装置44，46导入到在隔声外罩42和基桩2，3，4之间的缝隙中以及基桩2，3，4和打入桩11， 12，13之间的缝隙中。接下来或者同时开始打入桩11，12，13的打夯。在打夯结束之后带有气体供应装置46的隔声外罩42可以被移除。如果基桩2，3， 4和打入桩11，12，13之间的缝隙用混凝土填充，气体供应装置44保留在缝隙中。图5示出基桩402的完全剖视图。相同的和类似的附图标记设有加上400的附图标记，在这方面全面地参考上述说明。基桩402构成为夹芯式桩，并且具有形成内层419 的内管、形成外层420的外管。在内管和外管419、420的相应的轴端上分别设置夹芯式接口 450a、450b。夹芯式接口 450a、450b具有横截面成形为圆锥形的环形法兰45h、452b，所述环形法兰将内管和外管419、420相互连接。在另一侧上，环形法兰45h、452b与管接口 451a、451b连接，所述管接口构成为实心的管。在管419、420之间的间隙中设置有加固杆 433，所述加固杆沿着纵轴线延伸，并且穿过在环形法兰45h、452b中的凹部延伸。所述加固杆433同样与连接管451a、451b连接。基桩402搭建在海底10上。在基桩402的内部中设置有打入桩411，所述打入桩在它的顶端附近具有隔板4 和两个设置在隔板4 下方的排气孔432。打入桩411的上部区域用混凝土 430a填充。将混凝土 430a优选注入到约相应于打入桩411的直径的两倍的高度上。在打入桩411和基桩402之间的间隙中也注入混凝土 430b，以便形成在两个桩 402、411之间的固定的连接。
1权利要求
1.一种用于离岸风能设备的基底结构(1)，具有至少一个基桩0，3，4)，优选的是三个基桩，其中所述基桩(2，3，4)具有如下长度，使得所述基桩在安装位置搭建成从海底(10)直至达到海平面(14)之上，其中所述基桩(2，3， 4)具有至少部分地在其内部引导的用于锚固在所述海底(10)的打入桩(11，12，13)；以及至少一个用于容纳风能设备的支承结构(5)，其特征在于，所述基桩0，3，4)的至少一个部段具有由多个层(19，20，21)组成的壁， 其中设有至少一个内层(19)和一个外层(20)，在所述内层和外层之间设置至少一个中间层(21)，所述中间层具有吸音的芯材，尤其是混凝土。
2.根据权利要求1所述的基底结构，其特征在于，所述内层(19)构成为内管并且所述外层00)构成为与所述内管隔开一定距离延伸的外管。
3.根据上述权利要求之一所述的基底结构，其特征在于，设有气体供应装置G4，46)， 其用于将压缩气体，尤其是空气，供入基桩(2，3，4)和打入桩(11，12，13)之间的缝隙内。
4.根据上述权利要求之一所述的基底结构，其特征在于，设有发泡剂供应装置，其用于将发泡剂，尤其是肥皂材料，供入基桩(2，3，4)和打入桩(11，12，1；3)之间的缝隙内。
5.根据权利要求3或4所述的基底结构，其特征在于，所述气体供应装置(44，46)具有供应环(48，50)和供应管(52，M)，其中所述供应环(48，50)设置在所述基桩(2，3，4)的底端并且与所述供应管(52，54)相连接。
6.根据权利要求5所述的基底结构，其特征在于，所述供应环(48，50)具有多个排气口，用于排出在打入桩(11，12，13)和基桩(2，3，4)之间的缝隙内的气流，其中所述排气口优选基本上平均地分布在环圆周上。
7.根据上述权利要求之一所述的基底结构，其特征在于，设有隔声外罩(42)，其基本上构成为圆筒形并且径向地在外侧包围所述基桩(2，3，4)。
8.根据权利要求7所述的基底结构，其特征在于，在基桩(2，3，4)和隔声外罩02)之间构成基本上为圆柱形的缝隙，并且设有用于将压缩气体，尤其是空气，供入所述缝隙内的气体供应装置G6)。
9.根据权利要求7或8所述的基底结构，其特征在于，所述隔声外罩02)具有氯丁橡胶材料和/或聚酰胺纤维织物。
10.一种用于在建造用于离岸风能设备的基底结构(1)，尤其是根据上述权利要求之一所述的基底结构(1)时隔绝声发射的方法，其中所述基底结构具有至少一个基桩(2，3， 4)以及在所述基桩中引导的打入桩(11，12，13)，所述方法具有步骤在所述基桩(2，3，4) 和所述打入桩(11，12，1；3)之间的灌满水的缝隙内产生由气泡组成的幕(56，58)。
11.根据权利要求10所述的方法，此外包括步骤将隔声外罩G2)设置在所述基桩(2，3，4)的外部，以至于所述隔声外罩基本上径向地包围基桩0，3，4)，其中在所述基桩和所述隔声外罩之间留有基本上为圆柱形的缝隙。
12.根据权利要求11所述的方法，此外包括步骤在所述隔声外罩0 和所述基桩 (2,3,4)之间的灌满水的缝隙内产生由气泡，尤其是空气泡组成的幕(56，58)。
13.根据权利要求10至12之一所述的方法，其特征在于，在所述打入桩(11，12，13) 打夯时，在隔声外罩(42)和基桩(2,3,4)之间的所述缝隙内和/或者在基桩(2,3,4)和打入桩(11，12，13)之间的所述缝隙内的气体的体积比例大于40%，优选大于45%，尤其大于50%。
14.根据权利要求10至13之一所述的方法，此外包括步骤在所述基底结构(1)的灌满水的缝隙内引入发泡剂，尤其是肥皂材料。
15.一种用于在建造用于离岸风能设备的基底结构，尤其是根据权利要求1至9之一所述的基底结构(1)时隔绝声发射的隔声装置，具有隔声外罩(42)，其构成为，优选基本上呈圆柱形地径向外部地包围基桩0，3，4)，并且尤其具有氯丁橡胶材料和/或聚酰胺纤维织物；以及至少一个气体供应装置G4，46)，其用于将压缩气体，尤其是空气，供入在所述基底结构(1)的所述基桩(2，3，4)和打入桩(11，12，13)之间的缝隙内和/或者在所述隔声外罩 (42)和所述基桩(2,3,4)之间的缝隙内。
全文摘要
本发明涉及一种用于离岸风能设备的基底结构(1)，具有至少一个基桩(2，3，4)，优选的是三个基桩，其中所述基桩(2，3，4)具有如下长度，使得所述基桩在安装位置搭建成从海底(10)直至达到海平面(14)之上，其中所述基桩(2，3，4)具有至少部分地在其内部引导的用于锚固在所述海底(10)的打入桩(11，12，13)；以及至少一个用于容纳风能设备的支承结构(5)，其特征在于，所述基桩(2，3，4)的至少一个部段具有由多个层(19，20，21)组成的壁，其中设有至少一个内层(19)和一个外层(20)，在所述内层和外层之间设置至少一个中间层(21)，所述中间层具有吸音的芯材，尤其是混凝土。
文档编号E02D27/12GK102409696SQ20111027998
公开日2012年4月11日 申请日期2011年8月22日 优先权日2010年8月20日
发明者弗兰克·包姆法尔克 申请人:希尔格福特系统和设备股份有限公司